• ベストアンサー

廃棄処分の人工衛星はなぜ地球に落とす?

kutchの回答

  • kutch
  • ベストアンサー率20% (16/78)
回答No.8

 まず本文中の御質問への解答から。「宇宙空間に飛んでいってしまう」というのが、無限遠まで達する(地球の重力圏を脱する)と言う意味でしたら、そんなに簡単にはいきません、というのが答えです。  「ちょっとした力を加えてあげれば簡単に軌道半径が大きくなるのではないか」と言うのは取りあえず正しい。ただ、楕円軌道になって、地球の中心との平均距離が遠くなる、と言うことになります。例えば周期数十年でやってくる彗星も地球の重力によって超長楕円軌道を描いているのです。  万有引力によって円運動している物体を、無限遠に遠ざけるためには、計算上、軌道半径によらず円運動している時の速さの√2 倍の速さが最低必要になります。詳しいことは物理の本で見てください。  で、あとは私の憶測なのですが、その衛星に√2 倍の速さを持たせるのと、(安全面等も考えて)大気圏に突入させるのとの損得勘定だと思います。  一般に、軌道が低いものは大気圏突入が、高いものは宇宙空間投棄が選択されると思われます。  あと、物理概念で誤解されていそうな所を補足しておきますと、推力がないと地球から離れると速さが小さく(遅く)なりますので、釣り合いが崩れてそのまま無限遠に行くということは有りません。  このへんは、回転する円盤上に摩擦力で止まっていた物体の運動とは違います。円盤上の物体の場合は、滑り出した後、円盤からエネルギーを受け取り続けます(宇宙空間でいうとエンジン噴射を続けるということですね)ので、どんどん中心から遠ざかって行きます。

tookun
質問者

補足

ご回答ありがとうございます。 しつこく補足をだして申し訳ないです。なんとなく分かってきたような気がしてます。もうすこしお付き合いください。 どうして楕円軌道になるのかが分かりません。 なぜ渦巻き状の軌道にならないのでしょうか。 この理由がはっきりすれば全ての疑問が解消します。

関連するQ&A

  • 人工衛星はなぜ落ちない?

    初歩的な質問で申し訳ございません。 人工衛星は、引力により、常に地球に向かって落ちているという説明がありますが、どうして地球とぶつからないのですか。つまり、静止軌道上にある通信衛星等を逆噴射により速度をゼロにすれば、働く力は引力だけになるので、地球にぶつかるはずです。こうすれば、静止軌道にある寿命のきた衛星を簡単に処分できると思いますが。

  • 人工衛星を静止衛星に

    何も数値が与えられずに、人工衛星を静止衛星にする軌道半径は求めれますか???

  • 人工衛星が軌道を修正するとき、垂直方向に加速したらどうなるのでしょうか

    人工衛星が軌道を修正するとき、垂直方向に加速したらどうなるのでしょうか。普通は軌道の進行方向に向かって加速するもののようで、その場合のことは本などで理解したのですが、地表から見て垂直方向に加速した場合にどうなるかについては分かりませんでした。 具体的には、例えば地球を軌道半径7000kmの円軌道で回る人工衛星が、地表から見て垂直に0.4km/sの速度に加速した場合、どのような軌道になるのでしょうか。たぶん斜め上の方向に飛んでいくのだろうとは想像できるのですが、その先が分かりません。色々と計算してみたいので、具体的な計算式などを教えてください。

  • ロケット、人工衛星の不思議

    3つ質問します。 Q1:ロケット打ち上げで点火後は歩行速度ぐらいでゆっくりリフトアップして行きますが何故倒れないのでしょうか? Q2:有人衛星が地球に帰還(大気圏再突入)する時、もしその衛星にロケットエンジンと充分な燃料があったとすれば落下運動に入ったらロケット逆噴射でゆっくり降下着陸出来ますか?(火の玉にならないで降下) Q3:周回軌道で地球をまわってる人工衛星が地球に落下しないのは地球の引力と衛星の遠心力が同じだからでしょうか?

  • 人工衛星について

    少し疑問に思ったので質問させていただきます。 (i)地球の半径をRとして、地球内部に半径R*(1/2)の円周にに沿った形でトンネルを掘りトンネル中で人工衛星が回す (ii)半径がR*(1/2)である惑星の地表すれすれで人工衛星が回る この場合(i)と(ii)の周期と速度は同じになるのでしょうか?

  • 人工衛星、UFOもコリオリの力を感じている?

    地表から発射されて大砲の弾やミサイルはコリオリの力(見かけの力?)により軌道がそれますが、人工衛星やUFOも回転座標系で考えるとコリオリの力を感じるのでしょうか。コリオリの力=角運動量×速度ですので、遠心力と異なり、高度により大きさが変化しません。 人工衛星は地上に落ちないからコリオリの力を考える必要がない?。UFOも地上に着陸しようと北から南へ飛行するとコリオリの力を感じる?

  • 人工衛星の動き

    ある500kgの人工衛星は、地表から高度500kmのところで円軌道を描いています。空気摩擦のため、結局、人工衛星は地表に落ちてきます。その時、人工衛星は2.00km/sのスピードで地面にぶつかります。空気抵抗によってどのくらいのエネルギーは内部エネルギーにかえられましたか? この問題では、(最初のエネルギー)-(終わりのエネルギー)=(内部エネルギー)になるんですか? この場合、それぞれのエネルギーはどうやって求めるんですか?

  • 人工衛星の軌道変換の求め方

    人工衛星における円軌道間の軌道変換についてです。 Hohmannの遷移軌道から求められるとは思うのですが それは元の円軌道半径r1が 目標とする円軌道半径r2より小さい(r1<r2) すなわち小さい円から大きい円への移動なら成り立つと思います ここで、もし大きい円半径r2から小さい円半径r1に軌道変換を行う場合の 速度変更量はいったいどう求めるのでしょうか Hohmann関係は円の接線方向への速度と考えていると思うので 内側の円軌道に移る場合はどう考えるのかわからなかったので よろしくお願いします

  • 低軌道衛星と静止衛星の初速って違うのですか?

    初心者的な質問ですみません。低軌道衛星と静止衛星を打ち上げる時に必要な初速は違うのでしょうか?約7.9km/sが衛星が地球に落ちなくて回り続けるために必要な速度だと知ったのですが、この速度は低軌道衛星と静止衛星も同じなのですか? 知っている方、どうか教えてください。おねがいします。

  • 人工衛星

    人工衛星の運動(動き?)について質問です。 素人なりに調べて見たところ、人工衛星は地球の表面上を自由落下しつづけている。 落下しつづけているため、無重力状態にある。 ボールを投げると地上に落下する、早く投げればより遠くへ落下する。 もっと速く投げると(第一宇宙速度)、地球は球なため落ちるはずの地上は永遠にやってこず地球の周りをまわりつづけることになる。(地上では大気があるため、そのスピードを出すために宇宙空間まで打ち上げている) つまり、ボールは永遠に落ちつづけていることになっているのだと解釈しています。 そこで疑問なのですが、 もし、いつまでも自由落下をしていると言うことになると、加速度が加わり永遠に加速しつづけるような気がするわけです。 しかし、そうはならないのは何らかの力が人工衛星に加わり、自由落下で得られる加速を打ち消しあっているのでは無いか? 職場同僚と議論したのですが、第一候補として上がったのが『遠心力』 しかし、結局結論は出ませんでした。 素人でもわかるような説明お願いします。